CPS （Cyber-Physical Systems）信息物理系統是工業4.0 的重要概念。我國工信部發布了《信息物理系統白皮書2017》，並且組織了專家宣講團，來宣講CPS。按照專家的定義：
信息物理系統通過集成先進的感知、計算、通信、控制等信息技術和自動控制技術，構建了物理空間與信息空間中人、機、物、環境、信息等要素相互映射、適時交互、高效協同的複雜系統，實現系統內資源配置和運行的按需響應、快速迭代、動態優化。
這個定義夠學術氣。個人理解CPS是物理設備的數字化，協同化和網絡化。未來的生產線將有一大批CPS 設備組成，它們通過網絡交換信息，協同操作。 CPS設備不同於未聯網的設備，也不同於沒有物理輸入輸出部件的單純網絡。發展CPS 系統的目的是提高系統靈活性，降低複雜性。
在將傳統物理設備轉換成爲CPS的構成中，軟件將扮演最重要的角色。CPS 將物理設備（諸如，電機，傳感器）和通信，計算機，控制技術相結合。並且使用數字化技術爲物理設備建立數字化模型。使物理設備能夠像計算機中的軟件對象一樣通過程序來引用，組合，控制，仿真。
大多數專家還停留在概念，框架的階段。而對與工程師而言，概念是廉價的。我們需要的技術路線圖。最近筆者學習研究歐盟地平線H2020 計劃中的一些項目，看到歐盟在工業4.0 發展方面已經開始了深入的研究和規劃。其中涉及CPS 方面的項目有4個，它們分別是：
H2020 FAR-EDGE ( http://www.far-edge.eu/ ),
H2020 DAEDALUS ( http://daedalus.iec61499.eu )
H2020 AUTOWARE ( http://www.autoware-eu.org/ )
H2020 MAYA project (http://www.maya-euproject.com/).
其中 DAEDALUS 項目是關於IEC61499 兼容的CPS 設備。由於涉及我最近的研究課題IEC61499 標準。在這裏比較詳細地介紹一下：
DAEDALUS 項目提出以IEC61499 標準構建新型的分佈式自動控制平臺，並且提出了所謂IEC61499 兼容的CPS 概念。形成所謂多邊生態系統（multi-sided digital platform）。
IEC61499 CPS 控制器的模型
IEC61499 CPS 控制器不僅是控制算法，還包括了系統的其它方面，例如HMI，行爲模型和硬件抽象。CPS控制器集成了面向服務接口（service Oriented interface）使能開發CPS 的虛擬智能概念。提升了與其它數字化模塊的連接。例如將模擬模塊（simulation modules）作爲一種服務。
Daedalus項目將IEC61499 的自動控制任務稱爲實時（real time）部分，而面向服務的接口稱爲anytime 任務 。大概是表示任何時候都能調用或者被調用自動控制系統中的其它單元。
到目前爲止，工廠自動化是一種分層結構，如下
-ERP
-MES
-SCADA
-PLC
-現場設備
導入了CPS 設備以後，控制系統更加的扁平化，CPS 能夠和所有控制層通信。
從控制系統的佈局上看，採取了分佈式工業PC（IPC）架構。通過工業以太網通信平臺連接。每個IPC都集成了一個IEC61499 運行環境，而這個運行環境運行在實時Linux之上。IEC61499 運行環境提供所有讀寫物理IO信號的軟件，執行IEC61499 功能塊的控制邏輯，以及控制器之間的數據交換。
多邊生態系統
傳統的工廠自動化的市場現狀是幾個大公司提供了硬件和軟件的全套解決方案（例如西門子，ABB 等等），大型和中型公司提供了PC機爲基礎的自動化解決方案（例如Beckhoff, B&R, 等。餘下的是大量中小型企業，主要是系統集成企業。在大多數工業自動系統的頂層是通過分銷商銷售的，Daedalus項目的願景是建立一個去中心化的多邊生態系統，在這個系統中包括了IPC製造商，軟件開發商，集成商和用戶。在這樣的系統中，不再是由大公司主宰工業控制市場。小型企業可以將他們的專有技術，know how 通過功能塊或者服務模塊的軟件形式提供，也就是所謂的CPS App。它們可以在各種CPS 控制器上運行。
當然，要打破大公司的壟斷和控制地位是不容易的。比較大公司在工業控制領域的投入也是非常巨大的。最近幾年，大公司通過大量的資本收購活動，鞏固自身在工業控制領域的強大力量。但是既然有了一個好的目標，我們就能夠找到到達的路。我覺的小型公司可以從設備端切入。開發符合IEC61499 兼容的CPS控制器。擴展設備的數字化能力。這樣的設備顯然能夠通過一些標準的工業控制協議（比如OPC UA，modbus等等）融入到大公司現有的工業控制系統中去。並且提供比傳統控制設備更強的數字化能力。
可以設想，未來的設備製造商除了提供物理的設備以外，還提供各種配套的IEC61499 控制功能塊。面向服務的接口。能夠與工業控制的其它單元協同操作。